הערכת עמידות אסונות של בטון עם ננו-חלקיקי טיטניום דו חמצני

כדי להתחיל, הכינו ארבע קבוצות דגימות באמצעות תערובת בטון של מלט פורטלנד CPII, אבן מרוסקת, חול נהר שנשטף בינוניים ומים, תוך שמירה על יחס מים למלט של 0.5. לכל דגימה במשקל 3.63 קילוגרם, יש לשקול כמויות מתאימות של מלט, חול, חצץ ולהוסיף מים. הומוגניזציה יסודית של כל הרכיבים כדי להשיג את המסה האחידה ביותר האפשרית.

יצקו את הבטון המעורב לתבניות ובדקו את התערובת לאיתור סימני הפרדה של אגרגטים, הצטברות מים חופשיים או צביעה מחומר לא מעורבב כדי להבטיח אחידות לתוצאות מייצגות. כעת, לעצב את דגימות הבדיקה בתבניות מתכת גליליות בקוטר 10 סנטימטרים ובגובה 20 סנטימטר. מלאו כל תבנית כך שהבטון יגיע לרמה המיועדת עם פיזור אחיד.

הפיק דגימה A והגדר אותה כבקרה שלילית ללא תוספים, כדי לשמש קו בסיס להשוואה עם שאר הדגימות. לייצר דגימה B על ידי שילוב 1% ננו-טיטניום דו-חמצני, כ-36.3 גרם, לתערובת הבטון. פזר את הננו-חלקיקים באופן שווה על פני המסה כדי למנוע הצטברות.

באופן דומה, להכין דגימות C ו-D, כדי להבטיח הומוגניות בין קבוצות הדגימות. כעת, יש להכין את דגימת E על ידי שילוב תוסף פלסטייזר מבוסס נחושת, כ-108.9 גרם, בתערובת הבטון, והגדר דגימה זו כבקרה חיובית להשוואת השפעת הפלסטייזר ביחס לדגימות האחרות. אחסן את כל הדגימות באזור עם תנאים מבוקרים ומוגן מפני השפעות סביבתיות כדי להמתין לזמן הטיפול.

הנה הדגימות באזור מבוקר לחות, נשמר בטמפרטורה של כ-23 מעלות צלזיוס ולחות יחסית של לפחות 95% במשך 24 שעות. לאחר תקופה ראשונית זו, יש לטבול את הדגימות במים רוויים בסיד, תוך שמירה על אותה טמפרטורה של 23 מעלות צלזיוס להמשך התייבשות לאורך התקופה שנקבעה. לאחר ההתקשות, יש להסיר את הדגימות ולמדוד את משקלן כדי לוודא שלכל אחת יש משקל ממוצע של 3.63 קילוגרם.

תן את הדגימות בטמפרטורת החדר של כ-23 מעלות צלזיוס, בהתאם ללוח הזמנים הבא. חשופים כל דגימה לבדיקת דחיסה צירית באמצעות מכונת מתיחה ובדיקה דחיסה אוניברסלית. ודא שקיבולת תא העומס של מכונת הבדיקה תואמת לממדי הדגימה, ולוודא שמערכת בקרה דיגיטלית מופעלת למעקב והקלטה בזמן אמת של העומס שהוחל.

המשך להפעיל את העומס הדחיסה עד שהדגימה תיכשל ורשם את העומס המקסימלי הנתמך ברגע הקרע. חשב את חוזק הלחיצה של כל דגימה באמצעות הנוסחה. לאחר מכן מבצעים את בדיקת חוזק הדחיסה על ידי מיקום כל דגימה גלילית בקוטר 100 מילימטרים ובגובה 200 מילימטרים במרכז המכבש ההידראולי.

ודא מגע נכון בין הדגימה ללוחות הטעינה. הפעילו את העומס הצירי ברציפות וללא פגיעה בקצב של כ-0.45 מגהפסקל לשנייה. חזור על ההליך הזה עבור שלוש קבוצות הדגימות.

בקרה, דגימות תוספות מבוססות נחושת, עם דו-תחמוצת טיטניום ומבוססות נחושת. רשם את כל הערכים באופן שיטתי להשוואה מאוחרת בין קבוצות המדגם השונות. לבסוף, השוו את ערכי חוזק הדחיסה המתועדים כדי להעריך את ההתנהגות המכנית וההבדלים בביצועים בין דגימות הבקרה, דגימות התוספת הממואצות בדו-תחמוצת טיטניום ודגימות התוספות מבוססות נחושת.

בדיקות דחיסה הראו כי דגימות בטון המכילות 1% טיטניום דו-חמצני במשקל היו בעלות חוזק דחיסה גבוה יותר הן מבטון הבקרה והן מאלו עם פלסטייזר מבוסס נחושת. מבין הדגימות שעברו 28 ימי ייבוש במהלך בדיקות חוזק דחיסה, דגימות B3, C3 ו-D3 נראו בהירות יותר בצבע מהדגימות המסומנות A3 ו-E3. הדגימה שסומנה כ-B הייתה בעלת חוזק הדחיסה הגבוה ביותר לאחר 28 ימי ייבוש – 17,379 מגה-פסקלים. דגימות מסומנות A ו-E הראו ערכי חוזק לחץ נמוכים יותר לאחר 28 ימי ייבוש, עם ערכים של 13,018 ו-9,725 מגהפסקל בהתאמה.